Gehirntraining durch Bewegung

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1 Prof. Dr. Claudia Voelcker-Rehage PD Dr. Susanne Tittlbach Bettina M. Jasper Petra Regelin Prof. Dr. Ursula M. Staudinger Gehirntraining durch Bewegung Wie körperliche Aktivität das Denken fördert Bewegt die grauen Zellen anregen Geistige Potentiale aktivieren Demenz vorbeugen Wissenschaftliche Grundlagen Praktische Umsetzung im Verein Arbeitshilfen für Übungsleiter/innen

2 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g W i e k ö r p e r l i c h e A k t i v i t ä t d a s D e n k e n f ö r d e r t Impressum Herausgeber: Deutscher Turner-Bund Otto-Fleck-Schneise Frankfurt am Main Die Broschüre wurde mit freundlicher Unterstützung der DAK-Gesundheit erstellt. Autoren: Prof. Dr. Claudia Voelcker-Rehage PD Dr. Susanne Tittlbach Bettina M. Jasper Petra Regelin Prof. Dr. Ursula Staudinger Koordination und Redaktion: Petra Regelin Layout: Doris Röder, BaumStark Agentur für visuelle Gestaltung Das Atelier GmbH, Butzbach Fotos: Druck: Heiko Wolfraum Fotodesign Fotos Cover, Seite 8, 9, 10, 11, 15 und 65 Volker Minkus S. 17 und 49 Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH, Waldorf-Mörfelden Die vorliegende Broschüre wurde sorgfältig erarbeitet. Dennoch erfolgen alle Angaben ohne Gewähr. Weder die Autoren noch der Herausgeber können für eventuelle Nachteile oder Schäden, die aus der vorliegenden Broschüre resultieren, Haftung übernehmen. Copyright : Deutscher Turner-Bund 2. Auflage Frankfurt am Main, im März 2012 ISBN Hinweis: Diese Veröffentlichung ist aus Gründen der besseren Lesbarkeit in der männlichen Sprachform abgefasst. Selbstverständlich sind immer sowohl Übungsleiter und Übungsleite rinnen oder Teilnehmer und Teilnehmerinnen gemeint. 2

3 W i e k ö r p e r l i c h e A k t i v i t ä t d a s D e n k e n f ö r d e r t G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g Gliederung 1 Besser denken durch Bewegung Zur Bedeutung der Thematik Im Gehirn bewegt sich was Die Plastizität der Denkstrukturen...10 Veränderungen im Alter Die Wirkungen von Bewegung auf das Gehirn Sauerstoffschub für geistige Frische Bildung neuer Blutgefäße im Gehirn Stimulation von Wachstum und Verschaltung der Gehirnzellen Neubildung von Gehirnzellen im Hippocampus Bewegung hält das Gehirn jung Bewegung reduziert das Demenzrisiko Koordinationstraining für den Kopf Effekte eines Koordinationstrainings Gleichgewicht trainieren Übungen im Stabilen Stand Verstärkte Oberkörperaktivität Räumliche Fortbewegung Reduzierte Standfläche Einschränkung der sensorischen Information Zusatzanforderungen Störung des Gleichgewichts Reagieren Auf Gegenstände reagieren Auf Personen reagieren Auf Signale reagieren Differenzieren Musik und Rhythmus Hände und Gesicht Arme und Beine Kleingeräte Dual Tasking-Training für den Kopf Effekte eines Dual Tasking-Trainings Dual Tasking-Training im Stand Dual Tasking-Training in der Fortbewegung Psychomotorische Aktivier ung für den Kopf Effekte einer Psychomotorischen Aktivierung für Hochaltrige Bewegungsgeschichten Themenorientiert aktivieren Geräte und Materialien Umsetzung von Gehir n training durch Bewegung im Verein Zielgruppen Absprache mit dem Arzt Übungsleiterqualifikation Benötigte Geräte Gruppengröße Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern Werbung und Öffentlichkeitsarbeit Trainingshäufigkeit Stundenaufbau Ausdauer training für den Kopf Effekte eines Ausdauertrainings Literatur Zu den Autorinnen Belastungsdosierung Ausdauertraining in der Natur Ausdauertraining in der Halle Ausdauertraining im Sitzen und im Stand

4 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g Vo r w o r t DTB Wissenschaftler haben vor noch gar nicht allzu langer Zeit eine interessante Entdeckung gemacht. Bewegung trainiert nicht nur die Muskeln, die Gelenke und das Herz-Kreislaufsystem sondern auch den Kopf. Heute weiß man, dass eine gezielte körperliche Aktivierung die Leistungsfähigkeit des Gehirns fördern und den Funktionsverlust des Denkorgans im höheren Alter aufhalten kann. Inzwischen gilt es sogar als erwiesen, dass regelmäßige Bewegung das Risiko im Alter dement zu werden, deutlich reduziert. Wer bis ins höchste Alter hinein gesund und selbstständig leben möchte, sollte sich also bewegen nicht nur um Muskelkraft und Beweglichkeit zu erhalten sondern auch, um geistig fit zu bleiben. Dieses neu entdeckte Potenzial des aktiven Sporttreibens muss nun detailliert herausgearbeitet werden, um es für Bewegungsangebote in den Turn- und Sportvereinen nutzbar zu machen. Dazu müssen die von Wissenschaftlern gewonnenen Erkenntnisse aufgearbeitet, zusammengefasst und in Praxiskonzepte und praktische Übungen sowie in Anregungen und Tipps für Übungsleiter übertragen werden. Genau dies ist das Ziel der vorliegenden Broschüre. Der Deutsche Turner-Bund möchte damit erreichen, dass die Teilnehmer in den Gruppen oder Kursen der vielen Turn- und Sportvereine von den neuen Erkenntnissen zu den Wirkungen von Bewegung auf das Gehirn profitieren und etwas für die Leistungsfähigkeit und die Gesundheit ihres Gehirns tun können. Doch nicht nur der Einzelne kann von diesem wissenschaftlich fundierten Praxiskonzept profitieren, die gesamte Gesellschaft hat etwas davon. Mit diesem Konzept leistet der Deutsche Turner-Bund einen Beitrag zur Prävention von dementiellen Erkrankungen Menschen erkranken Jahr für Jahr neu an Demenz, diese Problematik wird die Gesellschaft zukünftig vor große Herausforderungen stellen. Wir bedanken uns ganz herzlich bei der DAK-Gesundheit, die mit ihrer Unterstützung die Herausgabe einer solchen Broschüre erst möglich gemacht hat. Die intensive und sehr fruchtbare Zusammenarbeit mit der DAK-Gesundheit ist ein gelungenes Beispiel dafür, dass das Zusammenwirken verschiedener Partner im Gesundheitswesen die Entwicklung innovativer Konzepte voranbringen kann. Prof. Dr. Walter Brehm Vizepräsident Allgemeines Turnen des Deutschen Turner-Bundes Prof. Dr. Herbert Hartmann DTB-Veranwortlicher für die Zielgruppe Ältere 4

5 Vo r w o r t G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g DAK-Gesundheit Erhalt von Gesundheit und Funktionsfähigkeit eingesetzt werden können. Bei zielgerichtetem Einsatz können Präventionsmaßnahmen dazu beitragen, die Entstehung von Krankheit und deren Kosten zu vermeiden bzw. den Krankheitsbeginn zu verzögern. Dazu gehört auch, dass ältere Menschen länger selbstständig bleiben, sich wohler fühlen und weniger Pflege in Anspruch nehmen. Vor diesem Hintergrund hat die DAK-Gesundheit auch das Forschungsprojekt an der Jacobs-Universität in Bremen unterstützt, im Rahmen dessen eindruckvoll der Zusammenhang von Bewegungsprogrammen und höherer Gehirnleistung unter Beweis gestellt werden konnte. Die Lebenserwartung der deutschen Bevölkerung steigt stetig. Die Folge: Unsere Gesellschaft wird immer älter. Schon heute liegt der Bevölkerungsanteil der ab 65-Jährigen bei 20%, im Jahr 2030 wird er mindestens 33% betragen. Insbesondere das Phänomen der so genannten Hochalterung, gemeint ist der Personenkreis der über 80-Jährigen, tritt stärker in den Vordergrund, von 4,1 Mio. Personen heute auf 10 Mio. im Jahr Mit zunehmendem Alter erhöhen sich andererseits Zahl und Schweregrad chronischer Erkrankungen sowie die Notwendigkeit von Pflegeleistungen. Parallel hierzu steigen die Belastungen der Sozialsysteme, insbesondere die der Kranken- und Pflegekassen. So zahlte die DAK-Gesundheit in 2009 schon durchschnittlich 5190 Euro an Behandlungskosten für Versicherte im Alter zwischen 80 und 89 Jahren. Eine der häufigsten und folgenreichsten Erkrankungen des höheren Alters ist die Demenz. Sie zählt zu der Gruppe der psychischen Erkrankungen und damit gesundheitsökonomisch zu den teuersten Erkrankungen des Gesundheitssystems. Die Kosten steigen mit dem Schweregrad dieser Erkrankung kontinuierlich an. Im Jahr 2008 wendete die DAK-Gesundheit allein 582 Mio. Euro für die Behandlung von Demenz erkrankten (Arzneimittel, Arzt, Krankenhaus) auf. In den kommenden Jahren wird, bedingt durch die demografische Entwicklung, mit einem extremen Anstieg der Kosten gerechnet. Damit entwickelt sich dieses Erkrankungsbild zu einer starken Belastung für das Gesundheitssystem. Die moderne Gesundheitsversorgung wird ihr Augenmerk in den kommenden Jahren verstärkt darauf richten müssen, welche bislang ungenutzten Präventionspotentiale und Unterstützungskonzepte zum Bei der Umsetzung entsprechender Interventionen sind Turn- und Sportvereine wichtige Partner. Sie ermöglichen einen niederschwelligen Zugang zu den Maßnahmen und sind in fast allen Orten Deutschlands vorhanden. Ich freue mich daher, dass wir die Aktivitäten des Deutschen Turner-Bundes unterstützen können. Durch die nun vorliegenden Arbeitshilfen sowie die Weiterqualifikation der Übungsleiter/innen im Gesundheits- und Seniorensport können die neu entdeckten Potentiale erfolgreich in die Praxis umgesetzt werden. Dr. Cornelius Erbe Leiter des Geschäftsbereichs Produktmanagement 5

6 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g Vo r w o r t Staudinger Das menschliche Gehirn kann auch im Alter auf neue Der Mensch ist für Bewegung gemacht, aber auch für Lernen und Gemeinsamkeit. Sporttreibenden ist sicher zumindest der erste Teil dieser Aussage geläufig. Für den zweiten Teil das Lernen werden wie wir seit einiger Zeit wissen, ebenfalls wesentliche Grundlagen durch sportliche Bewegung gelegt. Diese neuen Forschungsbefunde werden in dieser Broschüre ausführlich dargelegt. Sie ist eine einzigartige Quelle, um sich zwischen den kursierenden Mythen um Körper und Geist, um Jugendlichkeit und Alter zurechtzufinden. Sie bietet ebenso ganz praktische Anregungen, wie die Arbeit im Verein zu organisieren wäre, wer als Kooperationspartner infrage kommt, welche Übungsfolgen wissenschaftlich am sinnvollsten sind und zudem die Freude an der Bewegung und an der Gemeinschaft fördern. Für viele bewegte Menschen ist Sport unverzichtbar. Dennoch gilt wahrscheinlich auch für Viele, dass es Tage und Zeiten gibt, in denen man wenig motiviert ist, die Laufschuhe zu schnüren oder sich auf den Weg in die Schwimmhalle zu machen, selbst wenn dort Freunde warten. Vielleicht ist es auch daher von Nutzen zu wissen, dass man bei regelmäßigem Ausdauertraining konzentrierter über den Studienbüchern sitzen, schneller logisch schlussfolgern und sich mehr neue Vokabeln merken kann. Das gilt für Kinder, Studenten und Auszubildende, das gilt aber auch für Manche vielleicht überraschend für ältere Menschen. Anforderungen reagieren und sich entsprechend restrukturieren. Es ist plastisch wie die Fachleute sagen. Und sportliche Aktivität scheint dabei zu helfen, dem Abbau der Gehirnleistung im Alter entgegenzuwirken. Sportvereine sind oftmals eng in ihre Umgebung eingebunden, haben Kontakt zu Schulen und Kindergärten, zu Nachbarschaftszentren und Unternehmen. Dabei können sich auch für den Einzelnen Gelegenheiten bieten, etwas Neues zu lernen und auszuprobieren, aber auch neue Menschen kennenzulernen und die Gemeinschaft zu pflegen, also dem Gehirn reichhaltiges Futter zu liefern. Nutzen Sie auch diese Chancen, das Leben selbstständig in vielen Facetten zu gestalten. In Bremen haben achtzig Menschen im Alter von 65 bis 75 Jahren ein Jahr lang dreimal die Woche für die Wissenschaft in ganz unterschiedlichen Kursen trainiert: Walken, Koordinationssport und Entspannungstraining. Forscher der Jacobs University wollten im Projekt Bewegtes Altern nicht nur herausfinden, ob sie die Verbesserung der Gehirnleistung durch Sport bestätigen können, sondern auch, welche Sportart die deutlichsten und auch welche Effekte genau hat. Effekte haben sich bei Ausdauersport, aber auch bei Koordinationstraining gezeigt. Prof. Dr. Ursula M. Staudinger Vizepräsidentin der Jacobs University Bremen Vizepräsidentin der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina Präsidentin der Deutschen Gesellschaft für Psychologie ( ) 6

7 B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g 1 1Besser denken durch Bewegung 7

8 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g 1 Besser denken durch Bewegung 1.1 Zur Bedeutung der Thematik Gehirntraining durch Bewegung das Thema dieser Broschüre ist wichtig. Es ist ein bedeutendes Thema für den einzelnen Menschen, für die Gesellschaft und auch für den Turn- und Sportverein. Wissenschaftler haben vor noch gar nicht allzu langer Zeit herausgefunden, dass Bewegung nicht nur die Muskeln, die Gelenke und das Herz-Kreislaufsystem trainiert sondern auch den Kopf. Heute weiß man, dass spezielle Bewegungen nachweislich positive Auswirkungen auf die Gehirnfunktionen und die Gehirnstrukturen haben können. Eine gezielte körperliche Aktivierung kann die Leistungsfähigkeit des Gehirns fördern und den Funktionsverlust des Denkorgans im höheren Alter aufhalten. Dieses vor einigen Jahren neu entdeckte Potenzial aktiven Sporttreibens gilt es nun herauszuarbeiten und für Bewegungsangebote im Turn- und Sportverein zu nutzen. Dazu müssen die von Wissenschaftlern gewonnenen Erkenntnisse aufgearbeitet, zusammengefasst und in Praxiskonzepte und praktische Übungen, Anregungen und Tipps übertragen werden. Genau dies ist das Ziel der vorliegenden Broschüre. Es geht darum, dass die Teilnehmer in den Gruppen oder Kursen der vielen Turn- und Sportvereine von den neuen Erkenntnissen zu den Wirkungen von Bewegung auf das Gehirn profitieren. Jeder Einzelne kann durch ein gezieltes Bewegungstraining die Leistungsfähigkeit seines Gehirns in speziellen Teilbereichen optimieren. Im Alter trägt Bewegung dazu bei, einen Abbau der Gehirnleistung zu verhindern und die Lebensqualität zu erhalten. Inzwischen gilt es sogar als erwiesen, dass regelmäßige Bewegung das Risiko im Alter dement zu werden, deutlich reduziert. Wer bis ins höchste Alter hinein gesund und selbständig leben möchte, sollte sich also bewegen nicht nur um Muskelkraft und Beweglichkeit zu erhalten sondern auch um geistig fit zu bleiben. Die Erkenntnisse zur Aufrechterhaltung der geistigen Fitness im Alter durch Bewegung nutzen aber nicht nur dem einzelnen Menschen, die gesamte Gesellschaft profitiert davon. Denn der Anteil der alten und sehr alten Menschen in Deutschland steigt kontinuierlich. Die aktuelle Bevölkerungsvorausberechnung des Statistischen Bundesamtes macht es ganz deutlich: Während heute nur 20 Prozent der Bevölkerung 65 Jahre und älter sind (insgesamt 17 Millionen), werden es im Jahr 2030 mindestens 33 Prozent aller Deutschen sein (insgesamt 22 Millionen). Insbesondere die Hochaltrigkeit wird in den kommenden Jahren stark zunehmen. Während aktuell 4,1 Millionen Menschen älter als 80 Jahre sind, werden es im Jahr 2030 schon 6,3 Millionen und im Jahr 2050 zehn Millionen Menschen sein. Das ist ein Anstieg um 145 Prozent. Der Abbau körperlicher und kognitiver Fähigkeiten ist einer der entscheidenden Gründe, warum alte Menschen in ihrem Alltag nicht mehr allein zurecht kommen und pflegebedürftig werden. Mit Bewegung kann man also gleich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen. Da Bewegung im Alter neben dem Verlust körperlicher Fähigkeiten auch vor dem Abbau kognitiver Fähigkeiten schützen kann, bekommt die körperliche Aktivierung älterer Menschen vor dem Hintergrund der demographischen Entwicklung in Deutschland und den damit einhergehenden Problemen der sozialen Sicherungssysteme eine große gesundheits- und sozialpolitische Bedeutung. 8

9 B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g In Deutschland leben zurzeit etwa 1,1 Millionen Demenzkranke. Aufgrund der deutlichen Zunahme hochaltriger Menschen in den nächsten Jahren und Jahrzehnten muss man mit einem starken Anstieg demenzkranker Menschen rechnen. Die Anzahl der jährlichen Neuerkrankungen liegt zurzeit bei Insgesamt wird sich die Zahl der Demenzkranken bis 2050 auf 2,6 Millionen erhöhen. Das ist eine Zunahme um mehr als 100 Prozent. hen. Dabei sieht man die Prozesse zwar nur im Groben, nicht detailliert, dennoch hat dies nicht nur der Gehirnforschung einen kräftigen Vorwärtsschub gegeben sondern auch den Sport- und Gesundheitswissenschaften. Denn plötzlich konnten die Wissenschaftler verfolgen, welche Prozesse im Gehirn während und nach regelmäßiger körperlicher Aktivität ablaufen. 1 Klartext gesprochen heißt das: Es ist für die gesamte Gesellschaft wichtig, dass die Menschen sich regelmäßig bewegen, weil sie dadurch länger selbständig leben können und erst später pflegebedürftig werden. Auch aus wissenschaftlicher Sicht hat die Bedeutung der Thematik Gehirntraining durch Bewegung zugenommen. Das hängt vor allem damit zusammen, dass es durch neue technische Geräte (bildgebende Verfahren) möglich geworden ist, Veränderungen im Gehirn sichtbar zu machen. Mit der so genannten funktionellen Magnet-Resonanz-Tomographie (fmrt) und der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist es möglich geworden, aktivitätsabhängige Stoffwechselvorgänge im Gehirn zu zeigen. Abhängig von der Aufgabe kommt es in den speziellen Gehirnbereichen zu einer Veränderung des Stoffwechsels und dadurch auch des Blutflusses. Diese Veränderungen lassen sich darstellen. Über spezifische Aktivierungsmuster im Gehirn können nun Rückschlüsse auf zugrundeliegende Verarbeitungsmechanismen gezogen werden. Man kann also dem Gehirn beim Arbeiten zuse- 9

10 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g 1.2 Im Gehirn bewegt sich was Das menschliche Gehirn ist einzigartig, unvergleichbar und hochkomplex. Es ist ein Datenspeicher mit fast unbegrenzter Kapazität. Ein flexibles Gebilde, das sich immer wieder durch neue Anregungen umstrukturiert. Ein Großrechner, der überragende Leistungen erbringen kann, der seine Funktionen bei Unterforderung aber auch auf ein Minimum zurückfährt. Über 100 Milliarden Nervenzellen, auch Neuronen genannt, arbeiten in unserem Gehirn. Jeder Sinneseindruck, jeder Gedanke, jede Bewegung aktiviert Nervenzellen. Diese Neuronen kommunizieren untereinander. Sie sind fein verästelt und nehmen über kleine Ausläufer (Dendriten) Kontakt zu den anderen Hirnzellen auf. Jede Nervenzelle ist über diesen Verbindungsmechanismus mit bis zu anderen verbunden. passendes Netzwerk zu aktivieren, das diese Herausforderungen annehmen und die Probleme lösen kann. Die Plastizität der Denkstrukturen Wenig mehr als 20 Jahre ist es her, da glaubte man noch, dass die Gehirnstrukturen in der Kindheit aufgebaut und ausdifferenziert werden und dann während des gesamten Erwachsenenlebens genauso bestehen und erhalten bleiben. Bis zur Pubertät, so die damalige Meinung, werde alles aufgebaut und miteinander verbunden, danach sei der Entwicklungsprozess innerhalb des Gehirns abgeschlossen bis zum Alter. Dann folge der unaufhaltsame Abbau von Gehirnzellen und Vernetzungen, die unser Denken möglich machen. Im Alter lassen die geistigen Fähigkeiten automatisch nach so lautete noch vor 25 Jahren die gängige Meinung der Experten weil die Gehirnzellen langsam, aber kontinuierlich absterben. Heute weiß man es besser: Das Gehirn ist viel flexibler und plastischer als man es damals geglaubt hat. Abhängig von Reizen und Herausforderungen ist es in der Lage, sich zu verändern und sich an neue Herausforderungen anzupassen. Nicht nur bis zur Pubertät bilden sich neue Strukturen, neue Verbindungen und Netzwerke sondern das ganze Leben lang, bis ins hohe Alter hinein. Einen Stillstand der grauen Zellen gibt es nicht. Das Gehirn wird ständig umgebaut, abgebaut, neu aufgebaut. Die Synapsen sind keine Verbindungen für die Ewigkeit; im Gehirn herrscht von Geburt an ein ständiger Auf- und Abbau der Verbindungen. Auch in aktiven Nervenzell-Netzwerken werden die Verbindungen laufend ab- und wieder aufgebaut. Denn: Jede Aktivität, jede Erfahrung, jeder Sinneseindruck hinterlässt Spuren im Oberstübchen und verändert den Aufbau der Strukturen. In unserem Oberstübchen befindet sich ein gigantisches Informationsnetz, ein Netzwerk von Nervenzellen. Die Verbindungsstellen zwischen den Nervenzellen heißen Synapsen. Diese haben die Aufgabe, Informationen von einer Gehirnzelle auf die nächste zu übertragen. Die Synapsen vernetzen Gehirnzellen und spielen dadurch eine entscheidende Rolle bei der Verarbeitung, beim Abspeichern und beim Abrufen von Informationen. Ohne Synapsen funktioniert im Gehirn nichts. Veränderungen im Alter Ähnlich wie bei den Muskeln, dem Herz-Kreislauf- System oder den Knochen beginnen die ersten Alterungsprozesse des Gehirns ab dem 30. Lebensjahr, doch wirklich spürbar werden sie für die meisten Menschen erst im höheren Alter. Noch ist nicht eindeutig geklärt, was genau den Alterungsprozess im Gehirn auslöst. Wahrscheinlich ist es eine Vielzahl von Faktoren, die dazu führt, dass die Leistungsfähigkeit des Gehirns sich im Alter verändert. Charakterisiert ist die Gehirnalterung zum Beispiel durch Gewichtsabnahme (Wasserverlust), örtliche Volumenverluste, Synapsenreduktion sowie durch Veränderungen von Botenstoffen, die für die Gehirnfunktionen eine wichtige Rolle spielen. Klar ist auch, dass sich der Alterungsprozess in erster Linie nicht darin äußert, dass wie früher oft behauptet Gehirnzellen absterben und nicht mehr ersetzt werden. Es bilden sich vor allem Nervenfortsätze zurück (Dendriten) und mit ihnen auch die Spines, kleine dendritische Dornfortsätze, mit entscheidender Funktion. Jedes gesunde Gehirn kann hervorragende Leistungen erbringen, wenn es entsprechend gefördert und trainiert wird. Der Kopf braucht vielfältige Reize und Erfahrungen, um bei Herausforderungen schnell ein 1 0

11 B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g weniger für das Erinnern kurzzeitiger Informationen zur Verfügung. Diese beiden gegensätzlichen Entwicklungen verstärken sich gegenseitig und vergrößern die häufigen Konzentrations-, Aufmerksamkeits-, Merk- und Erinnerungsprobleme alter Menschen. Zum Auswählen und Verarbeiten wichtiger Informationen bleiben dem alternden Arbeitsgedächtnis immer weniger Ressourcen zur Verfügung. Deshalb haben viele ältere Menschen das Gefühl, dass Informationen, die man sich in der Jugend problemlos merken konnte, einfach an ihnen vorbeirauschen. 1 Besonders große Probleme haben ältere Menschen, wenn sie gleichzeitig mehrere Aufgaben im Gedächtnis behalten und dann selektiv auf diese Informationen zurückgreifen müssen. Dendriten sind kürzere, baumartig verzweigte Nervenfortsätze, die Nervenimpulse von vorgeschalteten Nervenzellen empfangen und sie in Richtung Zellkörper weiterleiten. Dendriten sind sehr plastisch, sie wachsen gezielt auf mögliche andere Nervenzell- Kontaktpartner zu, wenn ihr Wachstum stimuliert wird. Werden sie über eine längere Zeit nicht stimuliert, bilden sie sich zurück, der Kontakt zwischen den Gehirnzellen bricht ab. Auf diesen Dendriten befinden sich kleine Dorne oder Spines (dendritische Dornfortsätze, englisch: Hörnchen ). Sie sind ein wichtiger Ort synaptischer Übertragung, da sie die Oberfläche von Dendriten vergrößern und so dafür sorgen, dass mehr Synapsen möglich sind und entstehen. Bildlich gesprochen wird deshalb auch gesagt, dass auf den Spines Informationen des Kurzzeitgedächtnisses gelagert werden. Verschwinden durch Nichtgebrauch der Nervenzellen die Dendriten, dann verschwinden mit ihnen auch die Spines und das führt zu einer Verschlechterung des Kurzzeitgedächtnis. Durch Inaktivität oder durch den Nichtgebrauch der Strukturen gehen also im Alter die Anzahl der Dendriten, der Spines und der Synapsen zurück. Dadurch nimmt die Gesamtzahl an Synapsen ab und das wirkt sich negativ auf die kognitive Leistungsfähigkeit aus. Besonders betroffen von der alterungsbedingten Rückbildung im Gehirn sind die Hirnareale, die für das kurzzeitige Erinnern (häufig auch Arbeitsgedächtnis genannt) und für das Lernen (der Hippocampus) zuständig sind. Deshalb merken älter werdende Menschen ein Nachlassen ihrer kognitiven Leistungsfähigkeit in der Regel zuallererst beim kurzfristigen Erinnern und beim Erlernen neuer Inhalte. Durch den Abbau von Dendriten, dendritschen Dornfortsätzen Spines und synaptischen Verbindungen im Alter verändert sich auch das Lernen im Alter: Ältere Menschen lernen nicht mehr so schnell wie jüngere etwas Neues, aber sie lernen. Wenn das Gehirn älter wird, braucht es in der Regel mehr Zeit für die Informationsaufnahme, die Informationsübertragung und die -verarbeitung. Dadurch haben ältere Menschen häufig mehr Probleme, unter Zeitdruck etwas Neues zu lernen oder schon gespeichertes Wissen abzurufen. Die geschilderten alternsbedingten Veränderungen haben jedoch nicht notwendigerweise Auswirkungen auf die Intelligenz oder auf die Flexibilität des Denkens. Heute weiß man, dass sehr alte Menschen geistig genauso fit sein können wie junge, wenn sie ihrem Kopf die notwendige geistige Anregung und ihrem Körper die notwendige Bewegung geben. Es ist sogar möglich, im hohen Alter geistig fitter zu sein als in jungen Jahren, nämlich dann, wenn man im Alter systematisch Neues lernt und dies in der Jugend versäumt hat. Es ist nicht das Alter, das darüber entscheidet, ob sich das Gehirn entwickelt oder nicht, sondern es ist die Art und Weise, wie wir unser Leben führen, wie aktiv, wie wissbegierig und wie lernbereit wir sind. Jede Aktivität, aber auch jede Inaktivität wirkt sich im Gehirn aus. Mit jeder Fertigkeit, die wir neu erlernen, wächst die Vernetzung des Gehirns. Mit jeder Fertigkeit, die wir verlernen, sind Synapsen abgebaut worden. Regelmäßige körperliche Bewegung und geistige Anregungen halten das Gehirn auch bis ins höchste Alter hinein fit. Besonders deutlich sind die alternsbedingten Veränderungen beim Kurzzeitgedächtnis, da hier die Kapazität im Zuge des Alterungsprozesses nachlässt, es zeitgleich aber auch stärker gefordert wird, da man im Alter zur Bewältigung von Aufgaben mehr Konzentration und Aufmerksamkeit benötigt. Diese verstärkte Konzentration bindet bereits eine große Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses und dadurch steht 11

12 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g 1.3 Die Wirkungen von Bewegung auf das Gehirn Bewegung spielt bei neu initiierten Entwicklungsprozessen innerhalb der Gehirnstrukturen eine wichtige Rolle. Im Folgenden sind die Wirkungen von Bewegung auf das Gehirn aufgeführt, die bisher nachgewiesen werden konnten: Sauerstoffschub für geistige Frische Lange Zeit war man der Meinung, dass die Gehirndurchblutung unabhängig von der Durchblutung des restlichen Körpers geschieht und dass deshalb durch körperliche Aktivität das Gehirn nicht intensiver durchblutet wird. In Fahrradergometeruntersuchungen des bekannten Sportmediziners Prof. Dr. Wildor Hollmann mit 25 und 100 Watt konnten jedoch erstmals signifikante regionale Durchblutungssteigerungen im Gehirn von örtlich unterschiedlicher Intensität beobachtet werden. Gleichzeitig veränderte sich der regio nale Gehirnstoffwechsel qualitativ. Hollmann fand in späteren Untersuchungen heraus, dass sanfter Ausdauersport, wie zum Beispiel Spazieren gehen, die Durchblutung in verschiedenen Gehirnarealen im Mittel um 20 Prozent erhöht. Intensiver Ausdauersport, wie Joggen, steigert die Durchblutung um etwa 30 Prozent. Diese verstärkte Gehirndurchblutung bringt mehr Sauerstoff und gleichzeitig mehr Nährstoffe in den Kopf und wirkt dadurch wie ein Energie-Kick für das Denken. Den Effekt hat jeder schon einmal an sich selbst gespürt, wenn man sich nach einem strammen Spaziergang an der frischen Luft im Kopf klar und aufnahmefähig fühlt. Diese Erkenntnis kann zum Beispiel bedeuten, dass sanfter Ausdauersport vor einer anstrengenden geistigen Herausforderung dazu beitragen kann, die geistigen Potentiale zu optimieren. Neben Ausdauersport scheinen vor allem Bewegungen der Finger und der Muskeln rund um den Mund die akute Versorgung des Gehirns mit Sauerstoff zu fördern. Obwohl beide Hände nur etwa 2 % der Körpermasse darstellen, sind die Hände in fast 60 % der Großhirnrinde repräsentiert. Dies ist der Grund, warum Fingerbewegungen, wie zum Beispiel Klavierspielen, Durchblutungssteigerungen zwischen 20 und 30 % bewirken. Das gleiche ist bei Gesichtsbewegungen, also bei Veränderungen der Mimik, der Fall Bildung neuer Blutgefäße im Gehirn Langfristig sorgt regelmäßiges Ausdauertraining dafür, dass sich nicht nur in den Muskeln und im Herzen sondern auch im Gehirn neue kleine Blutgefäße bilden. Diese verstärkte Kapillarisierung verbessert die Versorgung der Gehirnzellen mit Nährstoffen. Damit scheint das Gehirn ähnlich wie ein Skelettmuskel zu funktionieren, von dem bekannt ist, dass durch ein regelmäßiges Training die Nährstoffversorgung verbessert werden kann. Wissenschaftler haben inzwischen sogar herausgefunden, dass die Entstehung der neuen Kapillaren im Gehirn durch spezielle Wachstumsfaktoren ausgelöst wird. Dabei handelt es sich um den vaskulo-endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) und um den insulinähnlichen Wachstumsfaktor (IGF-1). Das spannende daran ist, dass diese beiden Wachstumsfaktoren bei körperlicher Aktivität verstärkt produziert werden. Bewegung hat also einen direkten Einfluss auf die Bildung neuer kleiner Blutgefäße im Gehirn. Menschen, die sich regelmäßig bewegen, schaffen sich dadurch folglich bessere physiologische Voraussetzungen für die Versorgung der Gehirnzellen mit Nährstoffen und mit Sauerstoff. 1 2

13 B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g Stimulation von Wachstum und Verschaltung der Gehirnzellen Regelmäßige Bewegung hat nachgewiesenermaßen Auswirkungen auf das Wachstum und die Verschaltungen der Nervenzell-Netzwerke innerhalb des Gehirns. Einiges deutet darauf hin, dass Bewegung eine wichtige Voraussetzung dafür ist, dass sich das Gehirn entwickelt und dass sich Funktionen und Strukturen verändern. Auch in diesem Fall spielt dabei die verstärkte Produktion von Proteinen (Wachstumsfaktoren) durch Bewegung eine Rolle. Bewegung stimuliert die Produktion der Proteine BDNF und IGF-1, diese Proteine fördern das Nervenwachstum. Insbesondere wird dadurch das Wachstum der Dendriten und damit auch die Neubildung von Synapsen zwischen den Nervenzellen stimuliert. Die Netzwerke des Denkens entwickeln sich weiter, verzweigen und verästeln sich, bilden neue Informationsnetze. Das Gesamtsystem des Denkens differenziert sich weiter aus und wird funktionsfähiger. Dadurch können Menschen sich noch besser auf geistige Herausforderungen einstellen und die dazu notwendigen geistigen Fähigkeiten entwickeln. Bewegung als Stimulus für größere Vernetzung Bewegung fördert die Verzweigung der Dendriten und die Bildung neuer Synapsen im Gehirn. Die Netzwerke des Denkens entwickeln sich weiter, verzweigen und verästeln sich. Es bilden sich neue Informationsnetze. Dadurch können sich die Menschen noch besser auf geistige Herausforderungen einstellen Neubildung von Gehirnzellen im Hippocampus Ganz sicher sind sich die Wissenschaftler noch nicht, weil es bisher nur in Tierversuchen nachgewiesen werden konnte. Aber es gilt inzwischen als sehr wahrscheinlich, dass sich bei Erwachsenen in einem speziellen Bereich des Gehirns, dem Hippocampus, auch neue Gehirnzellen bilden können. Dies tun sie allerdings nur, wenn sie durch körperliche Aktivität dazu angeregt werden. Dabei ist der Hippocampus ein ganz besonderes Gehirnareal, denn es ist das Tor zum Gedächtnis und in alle Lernvorgänge zentral eingebunden. Hier wird die Entscheidung getroffen, ob eine Information überhaupt gespeichert wird. Im Hippocampus findet die Überführung von Faktenwissen, episodischen Erinnerungen oder räumlicher Orientierung ins Langzeitgedächtnis statt. Der Hippocampus ist Teil des Limbischen Systems, jenem Gehirnareal, welches für emotionale Funktionen zuständig ist. So wird gewährleistet, dass emotionale Bewertungen einer Information darüber entscheiden, ob eine Information ins Langzeitgedächtnis aufgenommen wird oder nicht. Insgesamt ist der Hippocampus die Gehirnregion, die bei allen Lernvorgängen zentral eingebunden ist, wahrscheinlich mit koordinierender Funktion. 1 Am Beispiel Jonglieren konnte wissenschaftlich nachgewiesen werden, dass spezielle Bewegung das Gehirn strukturell verändert. Regelmäßiges Jonglieren mit Bällen aktiviert den Kopf so intensiv, dass die Gehirnstrukturen sich weiterentwickeln, und zwar in den Bereichen, die für das Lernen und für die Wahrnehmung von Bewegungen zuständig sind. Sobald die Testpersonen jedoch mit dem Training aufhören, entwickelten sich diese Bereiche unmittelbar wieder zurück. Die Neubildung von Neuronen bei Erwachsenen und älteren Menschen im Hippocampus ist möglich! In dem für das Lernen und das Gedächtnis so entscheidenden Hirnareal, dem Hippocampus, können sich unter bestimmten Voraussetzungen auch bei erwachsenen und älteren Menschen neue Gehirnzellen bilden. Die spannende Frage ist nun: Welche Voraussetzungen sind notwendig, damit sich im Hippocampus neue Gehirnzellen bilden? Die sogenannte Adulte Neurogenese, also die Neubildung von Gehirnzellen im Erwachsenenalter, wird nur dann in Gang gesetzt, wenn Menschen aktiv 1 3

14 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g sind. Bisher ist es nur in Tierversuchen gelungen, Ergebnisse zu erzielen, die diese Aussage konkretisieren können: Dazu sind Experimente mit ausgewachsenen Mäusen durchgeführt worden: In Versuch 1 wurden Mäuse körperlich aktiviert, indem man ihnen ein Laufrad in den Käfig gestellt hat, das sie auf Grund ihres natürlichen Bewegungsdrangs auch ausgiebig nutzten. In Versuch 2 wurden die Mäuse zusätzlich kognitiv stimuliert, indem man ihnen eine reizreiche Umgebung mit einem großen Käfig, vielen Spielsachen und mehreren Artgenossen angeboten hat. Eine 3. Vergleichsgruppe wurde in normalen Laborkäfigen gehalten. Die Gehirne der unterschiedlich gehaltenen Mäuse wurden danach seziert und die Gehirnzellen gezählt: Bei den ausgewachsenen Mäusen der Versuche 1 und 2 wurden im Hippocampus mehr neue Gehirnzellen gezählt als bei den Tieren, die in normalen Laborkäfigen gehalten wurden Bewegung hält das Gehirn jung Ältere Menschen profitieren ganz besonders von den positiven Wirkungen, die Bewegung auf das Gehirn hat, denn durch Bewegung können die typischen inaktivitätsbedingten Veränderungen der Gehirnfunktionen im Alter ausgeglichen werden. Regelmäßige Bewegung im Alter hat nachweislich positive Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Gehirns. Es wird vermutet, dass der typische Abbau von Dendriten und damit auch von Synapsen und Nervenzellverbindungen im hohen Lebensalter durch Bewegung verlangsamt oder sogar aufgehalten wird. Die Hirndurchblutung verbessert sich ausgelöst durch die Bildung neuer Blutgefäße und die Bildung neuer Nervenzellverbindungen. Spezifische Formen von körperlichem Training steigern nachweislich die Aufmerksamkeit, das Denkvermögen und die Gedächtnisleistung im Alter. Besonders interessant ist, dass diese Zunahme an Gehirnzellen auf unterschiedliche Art und Weise zustande gekommen ist: Bei den körperlich aktivierten Mäusen war der Effekt auf eine verstärkte Teilungsaktivität der Stamm- und Vorläuferzellen, die dann neue Gehirnzellen hervorbringen, zurückzuführen. Bei den Mäusen, die zusätzlich in der reizreichen Umgebung gehalten wurden, wird das Überleben der im Überschuss produzierten neuen unreifen Vorläuferzellen gefördert. Das bedeutet: Bewegung fördert die Neuentstehung von Gehirnzellen im Hippocampus bei ausgewachsenen Mäusen dadurch, dass neue unreife Vorläuferzellen gebildet werden. Geistige Anregung fördert die Neuentstehung von Gehirnzellen dadurch, dass diese unreifen Vorläuferzellen überleben und ausreifen und in neuronale Netzwerke eingebunden werden. Nur diejenigen neu produzierten Gehirnzellen überleben, die starke synaptische Verbindungen mit anderen Gehirnzellen eingegangen sind. Die anderen sterben ab. In der Regel überleben nur etwa 10 bis 50 Prozent der neugebildeten Zellen. Eine reizreiche Umgebung und kognitive Stimulation führen also zu einem Überleben der durch körperliche Aktivität verstärkt gebildeten neuen Neurone. Bewegung fördert die Neubildung von Neuronen im Hippocampus In Tierversuchen ist festgestellt worden, dass sich durch körperliche Aktivität neue unreife Vorläuferzellen im Hippocampus bilden. Diese Vorläuferzellen überleben und reifen aus, wenn sie durch eine kognitive Stimulierung starke synaptische Verbindungen mit anderen Gehirnzellen eingehen. Spezielles körperliches Training verbessert das Denkvermögen und das Gedächtnis Im Alter steigert körperliches Training nachweislich die Aufmerksamkeit, das Denkvermögen und die Gedächtnisleistung. Wissenschaftler haben festgestellt, dass alte Menschen in der Regel für die Erledigung geistiger Leistungen größere Gehirnareale einsetzen müssen als junge Menschen. Das bedeutet, sie brauchen einen größeren geistigen Aufwand oder mehr kognitive Ressourcen, um die gleiche Leistung erbringen zu können. Dies gilt jedoch nicht für alte Menschen, die regelmäßig Ausdauersport treiben. Bei den alten 1 4

15 B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g Sportlern konnten diesbezüglich keine Unterschiede im Gehirn im Vergleich zu jungen Sportlern festgestellt werden. Das bedeutet: Bewegung hält den Kopf jung, weil Bewegung optimale Voraussetzungen dafür schafft, dass das Gehirn weiterhin so effektiv arbeiten kann wie in jüngeren Jahren. Dadurch hat Bewegung nachgewiesenermaßen positive Auswirkungen auf die Aufmerksamkeit, das Denkvermögen und die Gedächtnisleistung im Alter. Schon 2 bis 3 beanspruchende Spaziergänge pro Woche von je 45 Minuten Dauer lassen diese Effekte erkennen. Wer sich regelmäßig bewegt, tut damit aktiv etwas gegen den Abbau geistiger Fähigkeiten im Alter. Regelmäßige Bewegung im Alter hält das Gehirn jung! Außerdem konnten Effekte körperlicher Aktivität auf die anatomische Struktur des alternden Gehirns nachgewiesen werden. Unter dem Mikroskop ist das Gewebe des Gehirns und des Rückenmarks unterschiedlich hell erkennbar. Größere Mengen von nah beieinander liegenden Nervenzellkörpern, wie sie in der Hirnrinde zu finden sind, erscheinen grau. Sie werden deshalb auch als graue Substanz bezeichnet. Die weiße Substanz besteht hingegen aus den Nervenfasern und -bahnen. Normalerweise zeigt das menschliche Gehirn kontinuierlich schon etwa ab dem 30. Lebensjahr einen Rückgang der grauen und weißen Substanz. Mitarbeiter des Beckman Institutes in Illinois (USA) haben mit hoch auflösenden bildgebenden Verfahren deutliche Rückgänge in der Gewebedichte des Gehirns in Abhängigkeit vom Alter zeigen können, und zwar in fast allen Kortexregionen. Allerdings waren die Verluste bei älteren Personen mit guter Ausdauerleistungsfähigkeit deutlich geringer ausgeprägt, unabhängig von anderen Einflussfaktoren wie Alkohol- und Kaffeekonsum, Hormontherapie, Bildungsniveau oder Bluthochdruck. Diese Ergebnisse zeigen einen Zusammenhang zwischen der Ausdauerleistungsfähigkeit und der weniger starken Degeneration der Nervenzellen und deren Verbindungen im Alter. Sie belegen einmal mehr die Bedeutung körperlicher Aktivität für die Funktionserhaltung des Geistes im Alter Bewegen reduziert das Demenzrisiko Körperliche Aktivität hat nicht nur Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Gehirns sondern auch auf die Gehirngesundheit. Inzwischen gilt es als erwiesen, dass regelmäßige Bewegung das Gehirn vor demenziellen Erkrankungen, wie zum Beispiel vor der Alzheimer Krankheit, schützt. Wissenschaftler der Harvard School of Public Health in Boston beispielsweise untersuchten den Zusammenhang von Bewegung und Demenz an Frauen zwischen 70 und 80 Jahren. Sie stellten fest, dass die körperlich aktiven Frauen ein um 20 Prozent geringeres Risiko hatten, dement zu werden als die nicht aktiven Testpersonen. Einen besonders guten Schutz vor dem Ausbruch einer dementiellen Erkrankung hatten die Frauen, die mindestens 1,5 Stunden pro Woche spazieren gingen. Die Charakteristika eines erkrankten Gehirns sind kognitive Leistungsverluste, die durch die Abnahme von Dendriten und synaptischen Verbindungen sowie durch die Abnahme an Hirnmasse im Bereich der Hirnrinde hervorgerufen werden. Körperliches Training kann dem Ausbruch einer Gehirnerkrankung vorbeugen. 1 Hollmann führte bereits 1994 eine Studie durch, in der er Personen mit Alzheimer Erkrankung und gesunde ältere Menschen untersuchte. Er stellte fest, dass die älteren Menschen, die an Alzheimer erkrankt waren, in ihrem mittleren Lebensabschnitt deutlich weniger körperlich aktiv waren als die gesunden Teilnehmer. 1 5

16 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g B e s s e r d e n k e n d u r c h B e w e g u n g Das bedeutet, dass eine regelmäßige körperliche Aktivität selbst im mittleren Lebensalter, also zwischen 30 und 60 Jahren, Auswirkungen auf das Demenzrisiko im hohen Lebensalter haben kann. Wer sich in der Lebensmitte regelmäßig bewegt, entwickelt dadurch einen Schutzmantel für das Gehirn. Es wird vermutet, dass sich durch die Bewegung spezielle Schutzfaktoren entwickeln. Dadurch kann sich das Gehirn länger gegen den Ausbruch einer Gehirnerkrankung zur Wehr setzen. Obwohl regelmäßiges Fitnesstraining im mittleren Lebensalter ein Schutzfaktor für den Ausbruch einer demenziellen Erkrankung ist, ist es wichtig, auch im hohen Alter nicht inaktiv zu sein oder zu werden. Man konnte nachweisen, dass etwa ein Fünftel der jeweils vorhandenen Hirnstrukturen nicht älter als zwei Jahre ist. Das bedeutet aber auch, dass sich große Teile des Gehirns innerhalb von zwei Jahren umstrukturieren und damit auch bei Nichtbeanspruchung abbauen. Stretching bringt nichts fürs Gehirn Nicht jede Bewegung hat positive Auswirkungen auf das Gehirn. In den nachfolgenden Kapiteln wird detailliert vorgestellt, welche motorische Aktivität welche Auswirkung auf den Kopf hat. Nicht ausgeführt sind solche Bewegungen, die keine bzw. nur eine geringe Aktivierung des Herz-Kreislauf-Systems und des Stoffwechsels bewirken. In Untersuchungen ist eindeutig festgestellt worden, dass Stretching und Entspannungstraining keine spezifischen Auswirkungen auf das Gehirn haben. In dieser Broschüre sind keine Ausführungen zum Krafttraining gemacht worden. Das hängt damit zusammen, dass es bisher nur einzelne aktuelle Studien gibt, die nachweisen, dass sich Krafttraining positiv auf das Gehirn auswirkt. Es gibt bisher keine Hinweise darauf, wie Krafttraining auf das Gehirn wirkt. Auf Grundlage dieser wenigen Befunde konnten wir zum jetzigen Zeitpunkt keine konkreten Aussagen zum Gehirntraining durch Krafttraining machen. 1 6

17 K o o r d i n a t i o n s t r a i n i n g f ü r d e n K o p f G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g 2 2Koordinationstraining für den Kopf 1 7

18 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g K o o r d i n a t i o n s t r a i n i n g f ü r d e n K o p f 2 Koordinationstraining für den Kopf 2.1 Effekte eines Koordinationstrainings auf den Kopf Eine Forschergruppe des Jacobs Centers für Lebenslanges Lernen von der Jacobs University Bremen konnte zeigen, dass Koordinationstraining die kognitive Leistung älterer Menschen nachweisbar positiv beeinflusst. Die Teilnehmer des Koordinationsund Gleichgewichtstrainings trainierten ein Jahr lang dreimal pro Woche und zeigten nach Abschluss der Studie bessere Leistungen in der Aufmerksamkeitssteuerung als vorher. Durch das Koordinationstraining wurde insbesondere die Fähigkeit zur räumlichen Wahrnehmung gestärkt. Dies konnte anhand von veränderten Gehirnaktivierungsmustern der Probanden gezeigt werden. Koordinationstraining beeinflusst insbesondere die Aktivierungsmuster in den parietalen (seitlichen) Hirnbereichen, welche an der visuellen Wahrnehmung und räumlichen Orientierung beteiligt sind. Auch Studien mit Kindern und Personen mit leichtem Schädelhirntrauma liefern Hinweise auf positive Effekte eines Koordinationstrainings für die kognitiven Funktionen. Zu erklären ist dies folgendermaßen: Koordination erfordert übergeordnete Wahrnehmungsprozesse, die zur Zuordnung von bestimmten Sinneseindrücken zu entsprechenden Handlungen notwendig sind. Koordinationstraining fördert deshalb auch die Orientierung des Körpers im Raum und eine ständige Körper- und Haltungskontrolle. Der Zusammenhang von Koordination und Aufmerksamkeit Koordination steht in enger Verbindung mit kognitiven Aufgaben, die die Aufmerksamkeit und die Fähigkeit zum Umgang mit visuellen und räumlichen Informationen fordern. Auf Basis von Tierexperimenten werden unterschiedliche Ursachen für die Effekte körperlicher Aktivität auf die kognitive Leistungsfähigkeit diskutiert. Henriette van Praag und Fred H. Gage von der Universität La Jolla in Kalifornien stellten beispielsweise an Mäusen fest, dass ein motorisches Koordinationstraining das Austreiben und die Neubildung von Nervenverbindungen (Synapsen) fördert. Was ist Koordination? Neben Ausdauer und Kraft gilt die Koordination als die dritte motorische Basisfähigkeit. Koordinieren bedeutet ganz allgemein, etwas in ein Gefüge einbauen, etwas aufeinander abstimmen bzw. etwas nebeneinander stellen. Unter Bewegungskoordination versteht man alle Prozesse, die der Regulation von ziel- und zweckgerichteten Bewegungen dient. Der koordinative Prozess ist ein komplexes System von Informationsaufnahme (Wahrnehmung), Informationsverarbeitung (einschließlich der kognitiven Prozesse), Informationsspeicherung (Gedächtnis, Erfahrung) und Informationsabgabe (Bewegungssteuerung). Es geht um das geordnete Zusammenwirken von sensorischer Informationsaufnahme, Nervensystem und Muskeln. Die Koordination kann durch ein gezieltes Training verbessert werden. Zwei elementare Bereiche, in denen ein solches Training ansetzt, sind die Fähigkeit zur Koordination unter Zeitdruck und die Fähigkeit der Koordination unter Präzisionsbedingungen. Fähigkeit zur Koordination unter Zeitdruck 1 8

19 K o o r d i n a t i o n s t r a i n i n g f ü r d e n K o p f G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g Dabei stellt der Präzisionsdruck Anforderungen hinsichtlich der Bewegungsgenauigkeit (Verlaufs-/Ergebnisgenauigkeit). Der Zeitdruck stellt Anforderungen an die Bewegungsgeschwindigkeit. Diese beiden Aspekte spiegeln sich unterschiedlich stark in den einzelnen Übungen wider. Die im Folgenden vorgenommene Unterteilung der Übungen in Balancieren, Reagieren und Differenzieren dient in dieser Broschüre vor allem zur besseren Strukturierung. Der Übergang zwischen den einzelnen Bereichen ist jedoch in den meisten Fällen fließend. Fähigkeit zur Koordination unter Präzisionsbedingungen Methodik des Koordinationstrainings Damit das Koordinationstraining positive Wirkungen auf den Kopf hat, sollte es von den Teilnehmern als schwierig empfunden werden, sollte es möglichst variantenreich und vielfältig sein, sollten die Variationen so gestaltet sein, dass die Aspekte der Genauigkeit und des Zeitdrucks beachtet werden und auch Anforderungen an die Komplexität gestellt werden, sollte der methodische Aufbau vom Leichten zum Schwierigen und vom Einfachen zum Komplexen erfolgen, sollten die Übungen als so schwierig empfunden werden, dass die Teilnehmer an die Grenzen ihres Könnens gelangen. 2.2 Gleichgewicht trainieren Das Gleichgewicht ist die Fähigkeit des Körpers, in jeder Position oder Aktion eine stabilisierte, aufrechte Haltung und eine zielgerichtete Bewegung zu ermöglichen. Das Gleichgewicht wird über mehrere Wahrnehmungssysteme gesteuert über die Augen, über das Gleichgewichtsorgan im Innenohr und über Messfühler in den Muskeln, den Gelenken und der Haut. Alle Informationen aus diesen drei Wahrnehmungssystemen werden ins zentrale Nervensystem geleitet, also ins Gehirn und ins Rückenmark, und dort verarbeitet. Als Reaktion wird dann die Muskulatur so eingesetzt, dass das Gleichgewicht aufrechterhalten werden kann. Die Fähigkeit, das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, lässt mit fortschreitendem Alter oder aufgrund von Bewegungsmangel nach. Es kann gezielt trainiert werden, zum einen um die Balance wieder zu verbessern oder zu erhalten, aber auch um positive Wirkungen auf das Gehirn zu erreichen. Dazu muss der Körper in eine Situation gebracht werden, die das Gleichgewicht herausfordert. Dabei müssen alle drei Wahrnehmungssysteme gleichzeitig ausreichend Informationen liefern, die ans Gehirn weitergeleitet werden. Dann veranlasst das Gehirn eine Ausgleichsbewegung, die das Gleichgewicht sichert. Beim Gleichgewichtstraining wird eins der drei Wahrnehmungssysteme ausgeschaltet, irritiert oder besonders herausgefordert, sodass nun die anderen Systeme besonders intensiv arbeiten müssen, um dieses Defizit zu kompensieren. Das Gehirn gleicht den Verlust an Informationen aus, indem es die anderen Informationskanäle stärker nutzt. Der entscheidende Trainingseffekt ist also, dass das Gehirn lernt, fehlende Informationen aus den Wahrnehmungssystemen durch Informationen aus anderen Bereichen auszugleichen. Das Gleichgewichtstraining sollte nicht mehr als maximal 20 Minuten dauern, eine Übung zwischen 10 und 30 Sekunden. Nach jeder Übung sollten die Teilnehmer die Beine ausschütteln und lockern. Im Folgenden sind verschiedene Balance-Übungen dargestellt methodisch aufgebaut vom Leichten zum Schwierigen. Der Übungsleiter beginnt das Training in der Ausgangsposition Stabiler Stand, geht dann sobald die Teilnehmer diese Übungen beherrschen über zur nächstschwierigen Ausgangsposition Gleichgewichtstraining im Stand in Verbindung mit verstärkter Oberkörperaktivität und kommt schließlich zum Gleichgewichtstraining in der räumlichen Wahrnehmung. Sobald eine Stufe sicher beherrscht wird, kann zur nächsten Stufe übergegangen werden. Für alle Übungen gilt: Sobald die Teilnehmer glauben, den Halt zu verlieren, wird die Übung ab gebrochen. A u s g a n g s p o s i t i o n e n v o m L e i c h t e n z u m S c h w i e r i g e n 1. Gleichgewichtstraining im Stabilen Stand 2. Gleichgewichtstraining im Stand in Verbindung mit verstärkter Oberkörperaktivität 3. Gleichgewichtstraining in der räumlichen Fortbewegung 2 1 9

20 G e h i r n t r a i n i n g d u r c h B e w e g u n g K o o r d i n a t i o n s t r a i n i n g f ü r d e n K o p f Zur weiteren Differenzierung und zur zusätzlichen Erhöhung der Schwierigkeit können die folgenden Zusatzherausforderungen auf allen drei methodischen Stufen ergänzt werden: Z u s a t z h e r a u s f o r d e r u n g e n d e s G l e i c h g e w i c h t s t r a i n i n g s 1. Reduktion der Standfläche (geschlossener Stand, Tandem-Stand, Einbeinstand) 2. Einschränkung oder Irritation der sensorischen Information (geschlossene Augen, labile Unterlage, Drehung des Kopfes) 3. Weitere Zusatzaufgaben, zum Beispiel einen Ball hochwerfen und fangen, während man auf einem Bein steht. Anschließend erfolgt ein bewusstes Spiel mit verschiedenen Körperhaltungen und den einhergehenden Veränderungen: 1. allmähliches Vorbeugen, 2. Drehungen des Oberkörpers, 3. Seitneigungen, 4. leichtes Bücken, 5. in die Knie gehen usw Übungen im Stabilen Stand Basisübung: Auf beiden Beinen im Leben stehen Mit dieser Basisübung soll das Bewusstsein für den Körper und seine Position im Raum gestärkt und der Gleichgewichtssinn geschärft werden. Die Übenden stellen sich an einem beliebigen Ort auf. Die im Verlauf des Lebens verinnerlichte Standardposition soll sich bewusst gemacht werden. Wie ist das subjektive Empfinden hinsichtlich Sicherheit und Annehmlichkeit dieser Stellung? Für die Beantwortung dieser Fragen sollte man sich Zeit nehmen. 1. Allmähliches Vorbeugen Auf beiden Beinen im Leben stehen 2. Drehung des Oberkörpers 2 0

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